I robot auto-riparabili possono riprendersi dai danni senza l’aiuto umano

Gli scienziati hanno sviluppato un idrogel che imita la pelle umana combinando resistenza, flessibilità e capacità di auto-guarigione.

Creato da ricercatori dell’Università di Aalto e dell’Università di Bayreuth, questo materiale può riparare l’80-90% dei tagli in sole quattro ore e guarire completamente entro 24 ore, segnando un significativo progresso nella scienza dei materiali

Il design innovativo dell’idrogel si basa su nanolamelle di argilla ultra-sottili che creano una densa rete polimerica, migliorando la sua durabilità pur preservando la sua capacità di auto-riparazione. I ricercatori hanno ottenuto questo risultato mescolando una polvere di monomero con acqua contenente nanolamelle ed esponendo la soluzione alla luce UV.

“La radiazione UV della lampada fa sì che le singole molecole si legano tra loro in modo che tutto diventi un solido elastico – un gel,” ha spiegato Chen Liang, uno degli autori dello studio, come riportato su Interesting Engineering.

La chiave della capacità di auto-riparazione dell’idrogel risiede nell’intreccio dei suoi polimeri. “Intreccio significa che i sottili strati di polimero iniziano a torcersi l’uno attorno all’altro come piccoli fili di lana, ma in un ordine casuale,” ha detto Hang Zhang dell’Università di Aalto, come riportato su Eurekalert.

“Quando i polimeri sono completamente intrecciati, diventano indistinguibili l’uno dall’altro. Sono molto dinamici e mobili a livello molecolare, e quando li tagli, iniziano a intrecciarsi di nuovo,” ha aggiunto.

Un campione di idrogel spesso un millimetro contiene circa 10.000 strati di nanofogli, rendendolo rigido come la pelle umana pur mantenendo la flessibilità. La rapida guarigione e la resistenza del materiale lo rendono un candidato promettente per applicazioni in pelle artificiale, robotica morbida e tecnologie biomediche.

“Questo lavoro è un esempio eccitante di come i materiali biologici ci ispirino a cercare nuove combinazioni di proprietà per i materiali sintetici. Immagina robot con pelli robuste e auto-riparanti o tessuti sintetici che si riparano autonomamente,” ha detto Olli Ikkala dell’Università di Aalto, come riportato su Eurekalert.

“È il tipo di scoperta fondamentale che potrebbe rinnovare le regole del design dei materiali,” ha aggiunto.

Le nanolamine di argilla sintetica utilizzate nell’idrogel sono state sviluppate dal Professor Josef Breu presso l’Università di Bayreuth. Lo studio, pubblicato su Nature Materials, rappresenta un passo significativo verso i materiali ispirati alla biologia che potrebbero trasformare molteplici settori, dalla guarigione delle ferite alla somministrazione di farmaci e alla robotica.

Sebbene le applicazioni nel mondo reale siano ancora in fase di sviluppo, il potenziale di questa tecnologia è immenso.

I ricercatori ritengono che, con ulteriori miglioramenti, tessuti sintetici auto-riparanti, pelli robotiche flessibili e materiali medici con capacità di riparazione autonoma potrebbero presto diventare realtà.